豫东半湿润黄泛区土壤风蚀及其影响因子特征

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豫东半湿润黄泛区冬春季植被覆盖低,干旱与大风同步,极易发生风蚀,风蚀危害直接影响着人们生产生活环境与农业生态经济效益的发挥。本研究依托河南省兰考县土壤风蚀观测点,开展土壤风蚀及其影响因子特征研究,为该区土壤风蚀的防治提供科学的依据。本研究以一年两熟、一年一熟、自然恢复、对照(裸地)4种观测小区为研究对象,采用野外观测与室内分析相结合的方法,研究不同小区土壤风蚀特征及其影响因子动态变化特征,并对土壤风蚀及其影响因子的相关关系进行探讨研究。现主要结论如下:(1)观测小区土壤输沙量总体上呈现春季明显大于冬季的变化特征,4个观测小区输沙总量以对照(裸地)区最多,其次为一年一熟区,自然恢复区最少;4个观测小区输沙量月动态变化趋势表现为:先增大后减小的趋势,以3月或4月最大。同一小区而言,风蚀严重3月份或4月份的输沙总量是其余几个月输沙量之和。10月-12月土壤风蚀总厚度约为0.226mm。(2)临界起沙风速约4.0m/s。风蚀季节中,大于起沙风风速累积时间以北风风向居多,占40%,其次是南风风向;大于起沙风风速累积时间春季多于冬季,以3月累计时间最多,为105h。风蚀季节中,月平均风速在1.22~2.02m/s之间,春季整体略高于冬季;月最大风速出现在2月份,为10.95m/s;春季降水多于冬季。4个观测小区植被盖度和高度差异性明显,农作物的生长与植被盖度/高度的变化密切相关,微地形变化与农作时间一致。粗糙度以自然恢复区最大,其次为一年两熟区,对照区裸地最小。从土壤机械组成上看,土壤粒径在0-250μm之间,以50μm<D≤100μm为主,其次为20μm<D≤50μm;砂粒含量65%,粉粒含量33%,粘粒含量2%;风蚀物粒径与土壤机械组成相似;表层土壤全部为易蚀性颗粒,以砂粒为最易蚀性颗粒,其次为粉粒;悬移质为该地区风蚀物中的主体。随风蚀物重量增加,<2μm、2-20μm、50-100μm、250-500μm颗粒含量不随风蚀物重量增加而变化,而20-50μm、100-250μm呈现出此消彼长的特征。4个观测小区表层土壤平均含水量以一年两熟区最大,其次为自然恢复区,对照(裸地)区表层土壤平均含水量最低;10月-次年1月可划分为土壤水分稳定期,2-5月划分为土壤水分积累期。(3)4个观测小区均以风速累计时间直接效应最大,且其与输沙量的相关关系能够真实反应二者的关系;4个观测小区土壤输沙量与风速累计时间呈幂函数显著相关关系;风速累积时间较小时,其它风蚀影响因素作用凸显,4个观测小区输沙量离散性明显。5-6m/s输沙量与风速累积时间相关性最强。植被盖度与起沙风有效风速累积时间呈负指数极显著相关关系;植被盖度与粗糙度具有较强的正相关关系。
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